1.7.2.1. Mạng lưới thu gom nước thải, thoát nước
a. Rãnh thu nước trên các tầng khai thác trong khai trường sản xuất
- Vị trí thi công tại dọc các tầng chân khai thác, chân bãi thải.
- Hệ thống rãnh thu nước hở, thu gom nước mặt từ các tầng khai thác, mặt bằng bãi thải chảy về suối thoát nước (thuộc hệ thống bảo vệ môi trường khu vực Tây Khe Sim) và về hố lắng, lắng đọng đất đá trước khi chảy ra suối Lép Mỹ.
- Nạo vét, bốc xúc đất đá, khơi thông rãnh thoát nước bằng máy đào.
- Thời gian thực hiện: trước mùa mưa bão hàng năm và sửa chữa, khơi thông khi bị tắc ngẽn khi có mưa bão....
b. Rãnh thu gom xung quanh xưởng sửa chữa, văn phòng công trường
- Vị trí thi công xung quanh xưởng, văn phòng Công trường.
- Hệ thống rãnh thu nước hở, xây gạch, đá hộc, thu gom nước mặt từ các mặt bằng xưởng về hố lắng ba ngăn để tách dầu mỡ và nước thải văn phòng về bể xử lý nước thải sinh hoạt.
1.7.2.2. Các công trình xử lý nước thải đã được xây lắp a. Công trình xử lý nước thải sinh hoạt:
- Vị trí xây dựng: Khu nhà ở công nhân Phân xưởng Vận tải tiêu thụ.
- Mục tiêu: Xử lý toàn bộ lượng nước thải sinh hoạt từ khu vực văn phòng và nhà ăn, nhà sinh hoạt... trên khu vực Công trường 1, Phân xưởng VT-TT đạt tiêu chuẩn xả thải (QCVN14:2008/BTNMT) trước khi thải vào môi trường.
- Nước thải phát sinh chủ yếu từ chế biến thực phẩm, nước thải vệ sinh tắm giặt và nước thải từ mặt bằng xưởng sửa chữa. Đối với nước thải từ mặt bằng xưởng sửa chữa được dẫn về bể lắng dầu ba ngăn thông qua hệ thống rãnh thoát nước xung quanh xưởng sửa chữa. Thành phần nước có lẫn dầu mỡ, bùn thải nhưng khi qua bể lắng dầu ba ngăn hầu như dầu mỡ thải, bùn thải có lẫn trong nước không còn. Thành phần chỉ gồm các kim loại nặng chưa lắng ở bể lắng dầu ba ngăn. Nước thải được dẫn vào bể thu gom phải đi qua hệ thống song chắn rác để loại bỏ rác, cặn lớn. Tại bể thu gom các cặn lắng có kích thước lớn sẽ lắng xuống, chỉ còn cặn lơ lửng. Sau đó nước thải được bơm cưỡng bức sang bể lắng trung hòa bằng bơm nước thải ngầm. Tại bể trung hòa có lắp đặt hệ thống bơm ngầm giống bể thu gom. Ngoài ra bể còn lắp thêm hệ thống máy để đo pH trước khi bơm sang bể số 3 - bể xử lý sinh học. Nếu pH không thuộc khoảng 6 - 7,5 thị tự động hóa chất (NaOH) được cho vào để trung hòa độ pH thông qua đường ống dẫn hóa chất và bơm định lượng, thời gian lưu nước thải là 8 đến 12 giờ tùy thuộc lượng nước chảy vào bể thu gom, bể trung hòa mang tính chất gần giống như bể lắng sơ cấp, tại đây có thể loại bỏ được 50 - 70 % chất rắn lơ lửng và 25 - 40 % BOD của nước.. Thời gian xử lý tối thiểu là 48 giờ. Nước thải sau đó được chảy tràn sang bể lắng thứ cấp. Bể có công dụng lắng các cặn bẩn mà vi sinh vật đã phân giải các chất hữu cơ từ bể số 3. Nước thải sau đó được dẫn sang bể keo tụ, bể tuyển nổi rồi chuyển sang bể lắng thứ cấp số 2 rồi tới bể khử trùng. Bể keo tụ và bể tuyển nổi có dung tích là như nhau: 6m3. Bể đều có hệ thống đường ống dẫn hóa chất vào để giúp cho quá trình keo tụ và tuyển nổi diễn ra được nhanh hơn. Ngoài ta bể còn lắp thêm hệ thống máy khuấy được đặt ở mặt bể để khuấy trộn đều hóa chất và nước thải. Nước thải từ bể lắng thứ cấp số 01 tự chảy tràn sang bể tuyển nổi. Tại đây hóa chất sử dụng là PAA dùng để kết dính các hạt cặn lơ lửng không lắng được kết dính lại thành bông lớn, nặng hơn nên dễ lắng hơn. Tại bể keo tụ hóa chất sử dụng là PAC ít ăn mòn thiết bị, ít ảnh hưởng tới độ pH,
hóa chất này có tác dụng kết dính các hạt có kích thứơc nhỏ thành hạt có kích thước lớn để lắng. Thời gian lưu là 12 - 14 giờ. Nước được dẫn tới bể lắng thứ 2 để lắng các hạt đã được hóa chất PAA, PAC làm keo tụ, tuyển nổi. Sau đó nước được dẫn tới bể khử trùng. Hóa chất xử lý: Hoá chất có chứa clo NaOCl (nước javel), Cloramin CH3C6H4SO2NaCl nhằm loại bỏ vi sinh vật tồn tại trong nước thải. Kết thúc quá trình xử lý, nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép được dẫn ra hệ thông thoát nước và chảy ra ngoài môi trường.
b. Công trình xử lý nước thải bề mặt
Nước thải từ điểm phát sinh được dẫn vào hệ thống rãnh thoát nước, ống thoát nước được bố trí xung quanh xưởng sửa chữa và trong kho chứa chất thải nguy hại. Nước từ hệ thống rãnh, hệ thống đường ống thoát nước được dẫn vào bể tập trung. Tại bể tập trung bùn đất theo nước sẽ được lưu giữ lại. Sau đó nước được dẫn vào bể lắng dầu ba ngăn thông qua đường ống dẫn nước. Tại bể lắng dầu ba ngăn nước thải chủ yếu là nước có lẫn váng dầu và một số thành phần vô cơ cha lắng hết tại bể tập trung nước thải. Do đặc thù váng dầu thải luôn nhẹ hơn nước nên tại ngăn thứ nhất bể lắng dầu ba ngăn, váng dầu thải được lưu giữ tại bể và một số tạp chất vô cơ lơ lửng, nước thải được dẫn sang ngăn thứ hai thông qua 02 đường ống thoát nước được thiết kế hạn chế váng dầu chảy qua bể. Nước thải được dẫn sang ngăn thứ ba. Nước sau khi sang bể thứ ba hầu như không còn tồn tại váng dầu thải, cặn vô cơ lơ lửng, nước thải thông qua đường ống dẫn nước chảy vào suối thoát nước.
c. Đối với nước moong:
Hiện tại, công tác thoát nước moong được thực hiện bằng phương pháp bơm cưỡng bức nước từ lòng moong theo rãnh thoát nước ra hố lắng và nguồn tiếp nhận là suối Lép Mĩ.. Do nước moong phát sinh chủ yếu là nước mưa chảy từ mặt bằng bãi thải thu gom về moong nước nên thành phần nước thải chủ yếu là các tạp chất vô cơ thường có trong nước moong như Fe, Mn, Cu, Zn... Nước moong khi được bơm ra môi trường tiếp nhận nước thường có màu xanh trong, không mùi, không vị. Nước được bơm vào hệ thống rãnh dẫn nước tới 01 hố lắng được đặt trước cửa xả. Tại đây nước được lưu lại để lắng các tạp chất. Nước lưu ở hố lắng khoảng 1-2 giờ
Chương 2 THỰC NGHIỆM 2.1. Đối tượng nghiên cứu
Xác định hàm lượng tổng số nguyên tố Pb, As, Hg có trong một số mẫu đất và một số mẫu nước mặt ở xung quanh khu vực khai thác mỏ than Khe Sim.
2.2. Các nội dung nghiên cứu
- Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn cho phép đo Pb, As và Hg.
- Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phép đo. - Đánh giá sai số và độ lặp lại của phương pháp.
- Đánh giá độ thu hồi bằng phương pháp thêm chuẩn.
- Ứng dụng phương pháp xác định hàm lượng Pb, As và Hg tổng số trong một số mẫu nước mặt và đất ở khu vực mỏ than Khe Sim bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử AAS và phát xạ nguyên tử ICP-EOS.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
- Trong luận văn này chúng tôi chọn phương pháp xác định hàm lượng As và Pb bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử và xác định hàm lượng Hg tổng số bằng kỹ thuật hydrua hóa không ngọn lửa.
- Dùng phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử ICP-EOS xác định Pb, As và Hg kết quả đem so sánh với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử
2.3.1. Lấy mẫu và xử lí mẫu
2.3.1.1. Lấy mẫu a. Mẫu đất a. Mẫu đất
Các mẫu đất được thực hiện lấy mẫu theo tiêu chuẩn TCVN 4046:1985 và TCVN 5297:1995.
Bảng 2.1. Địa điểm vị trí mẫu đất phân tích xung quanh khu vực mỏ than Khe Sim
STT Kí hiệu Địa điểm lấy mẫu
1 MĐ1 Lòng moong Tây Khe Sim 2 MĐ2 Bãi thải Tây Khe Sim
3 MĐ3 Bãi thải đã dừng hoạt động Tây Khe Sim MĐ4
5 MĐ5 Khu vực đồi tự nhiên khu Tây Khe Sim Xử lý sơ bộ mẫu đất:
- Mẫu đất lấy về được nhă ̣t sạch hết rễ cây, lá cây và các thành phần không liên quan rồi được để khô tự nhiên trong 5 ngày trong điều kiê ̣n thoáng gió không có ánh nắng sau đó sấy khô ở nhiệt đô ̣ nhỏ hơn 400C.
- Sau khi mẫu đất đã khô ta tiến hành nghiền mẫu đất và rây qua rây có cỡ lỗ 2 mm rồi trộn đều, mẫu đất được chia nhỏ để tiến hành lấy mẫu đa ̣i diê ̣n đem làm thí nghiệm bằng phương pháp ¼ hình nón cho đến khi đa ̣t khối lượng tối thiểu để phân tích. Sau đó cho vào hộp nhựa và ghi nhãn.
- Mẫu lấy phân tích cần lấy một lượng mẫu lưu để lưu giữ trong thời gian dài.
b. Mẫu nước
Lấy mẫu nước theo tiêu chuẩn 6663-1:2011
Bảng 2.2. Địa điểm và vị trí lấy mẫu nước thải mỏ than Khe Sim
STT Điểm lấy mẫu Kí
hiệu Địa điểm lấy mẫu
1 Khu mỏ tây Khe Sim
NT1 Tại moong khai thác khu mỏ Tây Khe Sim 2 NT2 Hố lắng trong khai trường vỉa dày Tây Khe Sim 3
Khu mỏ Lộ Trí
NT3 Nước thải đầu moong khu mỏ Tây Lộ Trí 4 NT4 Nước thải giữa moong
5 NT5 Hố lắng số 3
Bảng 2.3. Địa điểm và vị trí lấy mẫu nước bề mặt ở khu vực xung quanh mỏ than Khe Sim
STT Điểm lấy mẫu Kí
hiệu Địa điểm lấy mẫu
1
Khu mỏ tây Khe Sim
NM1 Suối Lép Mỹ (giáp khu mỏ)
2 NM2 Suối Lép Mỹ (điểm cách vị trí xả thải 500 m về thượng lưu)
3 NM3 Suối Lép Mỹ (điểm cách vị trí xả thải 500 m về hạ lưu)
5 NM5 Suối Ngô Quyền (điểm cách vị trí xả thải 500 m về hạ lưu)
Bảng 2.4: Địa điểm và vị trí lấymẫu nước thải sinh hoạt ở khu vực xung quanh mỏ than Khe Sim
STT Kí hiệu Địa điểm lấy mẫu
1 NTSH1 Nước thải SH khu tập thể công nhân tại công trường khu mỏ Tây Khe Sim
2 NTSH2 Nước thải sau khi qua bể tự hoại 3 ngăn Tây Khe Sim 3 NTSH3 Nước thải sinh hoạt VPĐHSX 1 khu mỏ Đông Khe Sim 4 NTSH4 Nước thải sinh hoạt sau xử lí khu mỏ Đông Khe Sim 5 NTSH5 Nước thải sinh hoạt sau xử lí khu mỏ Tây Khe Sim
Mẫu nước ở các vị trí trên được lấy ở độ sâu 20 cm dưới bề mặt, sau khi chuyển vào bình đựng, mẫu được axit hóa ngay bằng axit HNO365% (khoảng 3 ml HNO3 cho 1 lit mẫu nước). Với mẫu phân tích Hg, mẫu được chứa trong chai thuỷ tinh borosilicat. Với mẫu phân tích chì, asen mẫu phải được đựng trong chai nhựa (chai đựng mẫu đã được rửa sạch, tráng axit). Mẫu sau khi được xử lý như trên có thể bảo quản 1 tháng.
Ngay sau khi chuyển từ hiện trường về phòng thí nghiệm, mẫu nước được bảo quản mát trong tủ lạnh có nhiệt độ ~ 4˚C. Kiểm tra lại pH của các mẫu nước thêm ngay axit để có pH < 2.
2.3.1.2. Quy trình xử lí mẫu
* Quy trình xử lí mẫu đất đo hàm lượng As, Pb tổng số:
Cân 1,000g mẫu khô cho vào cốc thủy tinh 100 ml, cho thêm 20 ml hỗn hợp cường thủy (HNO3 : HCl = 1 : 3), ngâm ở nhiệt độ phòng 20 phú t, sau đó đun trên bếp cách cát ở 80oC đến gần cạn. Tiếp tục thêm 10 ml hỗn hợp cường thủy, đun đến khi gần cạn khô. Tiếp tục thêm 10 ml hỗn hợp cường thủy, đun đến khi xuất hiê ̣n cặn màu trắng thị dừng la ̣i. Để nguội, định mức bằng nước cất đến 100 ml rồi tiến hành lọc lấy dung dịch.
* Quy trình xử lí mẫu nước đo As, Pb
- Lọc bỏ cặn và các chất lơ lửng. - Đem xác định hàm lượng kim loại
* Quy trình xử lí mẫu đất đo hàm lượng Hg tổng số: Mẫu đất đo hàm lượng Hg: Cân chính xác 1g mẫu vào bình phản ứng 50ml, lần lượt cho vào bình 2 ml hỗn hợp axit HNO3- HClO4 đậm đặc tỉ lệ 1:1, 5 ml axit H2SO4 đặc và đun ở nhiệt độ 250oC trong 30 phút. Mẫu sau khi được phân huỷ hết để nguội và định mức đến 50 ml sau đó đo phổ hấp thụ nguyên tử .
* Quy trình xử lí mẫu nước đo hàm lượng Hg tổng số:
Lấy 1 lít nước cho vào bình chiết, thêm 10ml H2SO4 20N và 5 ml KMnO4 0,5 % để vô cơ hóa mẫu và lắc trong 5 phút, sau 30 phút thêm 20 ml NaOH nồng độ 10N và 5 ml NH2OH.HCl 10% và lắc 5 phút để khử hoàn toàn lượng KMnO4 còn dư. Thêm 5 ml EDTA 20% và chiết với 10 ml Dithizon nồng độ 0,02% trong toluen và lắc trong 30 phút để lấy pha hữu cơ, quá trình chiết được lặp lại một lần nữa với 10 ml dithizon nồng độ 0,01% trong toluen. Các dạng thủy ngân trong pha toluen được giải chiết với 5ml Na2S 0,02% trong NaOH 0,2N-EtOH, sau khi loại bỏ toluen, toàn bộ pha nước được chuyển vào bình phản ứng 50ml và lần lượt cho vào bình 2 ml hỗn hợp axit HNO3- HClO4
đậm đặc tỉ lệ 1:1 và 5 ml axit H2SO4 đặc. Mẫu sau khi được phân huỷ hết để nguội và định mức đến 50 ml sau đó đo phổ hấp thụ nguyên tử của thuỷ ngân theo kỹ thuật hoá hơi lạnh.
2.3.2. Tính kết quả
Đối với mẫu đất:
Trong đó: C: là nồng độkim loại tổng số(g/kg)
Cx: là nồng độ của mẫu thử tính trên đường chuẩn (g/l)
Co: là nồng độ của mẫu trắng tính trên đường chuẩn (g/l)
a: khối lượng mẫu đất (gam)
f: là hệ số pha loãng Đối với mẫu nước:
Trong đó:
C: là nồng độkim loại tổng số(g/l)
Cx: là nồng độ của mẫu thử tính trên đường chuẩn (g/l)
Co: là nồng độ của mẫu trắng tính trên đường chuẩn (g/l)
Vđm: là thể tích định mức (ml)
a: thể tích mẫu (ml)
f: là hệ số pha loãng
2.3.3. Tiến hành đo phổ các mẫu chuẩn và các mẫu phân tích
- Cho máy chạy và cài đặt các thông số đo, để máy ổn định 30 phút - Làm sạch cuvet đến không còn tín hiệu.
- Tiến hành đo phổ các mẫu lần lượt theo thứ tự:
Mẫu trắng
Mẫu thêm chuẩn để xây dựng đường chuẩn
Đo mẫu phân tích: Mỗi mẫu phân tích khi đo đều đo lặp lại 3 lần để lấy giá trị trung bình.
Nếu kết quả đo mấu phân tích sơ bộ cao hơn phạm vi đường chuẩn, tiến hành pha loãng mẫu trước khi đo, ghi lại hệ số pha loãng.
2.4. Trang thiết bị và hóa chất
2.4.1. Trang thiết bị
- Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 280 FS, AAS-240Z - Thiết bị hoá hơi lạnh VAG-77
- Hệ thống máy đo ICP-OES: Icap 6000, Anh. - Cân phân tích (d = 0,0001 g)
- Pipet thuỷ tinh:
Loại: 10-100 l, 0,5ml, 5ml. Dụng cụ thuỷ tinh:
- Bình nón 250 ml
- Cốc thuỷ tinh: 100ml, 150 ml - Giấy lọc.
2.4.2. Hóa chất
Để xác định các nguyên tố ở mức vết hoặc siêu vết, sử dụng thuốc thử hoàn toàn tinh khiết. Ngoại trừ có các quy định khác, sấy tất cả các muối trong 1 h ở 105 C.
1. Nước cất
2. Axit HNO3 65% (d = 1,42 g /ml) Merck, Đức 3. Axit HClO4 72% Merck, Đức 4. Axit H2SO4 98% (d=1,84g /ml)
5. Dung dịch chuẩn thuỷ ngân 1000 ppm (99,5%). Merck, Đức 6. Dung dịch chuẩn chì 1000 ppm (99,5%). Merck, Đức 7. Dung dịch chuẩn Asen 1000 ppm (99,5%). Merck, Đức 8. KMnO4